JPH107641A - Production of esocyanate compound - Google Patents

Production of esocyanate compound

Info

Publication number
JPH107641A
JPH107641A JP15993996A JP15993996A JPH107641A JP H107641 A JPH107641 A JP H107641A JP 15993996 A JP15993996 A JP 15993996A JP 15993996 A JP15993996 A JP 15993996A JP H107641 A JPH107641 A JP H107641A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
reaction
isocyanate compound
producing
reaction step
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15993996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Okawa
大川  隆
Hideo Igarashi
秀雄 五十嵐
Tomoo Tsujimoto
智雄 辻本
Yutaka Kanbara
豊 神原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority to JP15993996A priority Critical patent/JPH107641A/en
Publication of JPH107641A publication Critical patent/JPH107641A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject compound useful as a raw material for producing industrial products in a wide field such as polyurethane foam, elastomer and coating material in high yield stably for a long period of time. SOLUTION: A formamide compound in an amount of 1mol is reacted with dimethyl carbonate in a molar ratio of 0.1-20 in the presence of methanol, taking out formed methyl formate from the system by reaction distillation and thermally decomposing a prepared urethane compound in the presence of an inert solvent and a compound of the formula Xn-Ar-SO2 -NH2 (Ar is benzene, naphthalene, etc.; X is an alkyl or amino; (n) is an integer of 0-30) (e.g. p toluenesulfonamide). In the production, preferably a reactor made of a metal material is used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ホルムアミド化合
物と炭酸ジメチルとを出発原料としてウレタン化合物を
合成し、次いで該ウレタン化合物の熱分解によって対応
するイソシアネート化合物を製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for synthesizing a urethane compound using a formamide compound and dimethyl carbonate as starting materials, and then producing the corresponding isocyanate compound by thermal decomposition of the urethane compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】イソシアネート化合物は、極めて反応性
に富む物質であり、ポリウレタンフォーム、エラストマ
ー、塗料、接着剤、グラビアインキ、眼鏡レンズ等、広
い分野で工業製品の製造原料として用いられている。イ
ソシアネート化合物は、工業的にはアミン化合物とホス
ゲンとの反応で製造されている。ホスゲン法は、毒性の
強いホスゲンの取扱いや大量に副生する塩酸の処理、装
置の腐食等に問題がある。またホスゲン法により製造さ
れたイソシアネート化合物には通常、数百ppmの加水
分解性塩素が含まれており、ポリウレタンおよびポリウ
レア製品の耐候性、耐熱性、耐黄変性等に悪影響を与え
る。
2. Description of the Related Art Isocyanate compounds are extremely reactive substances and are used as raw materials for manufacturing industrial products in a wide range of fields, such as polyurethane foams, elastomers, paints, adhesives, gravure inks, and spectacle lenses. Isocyanate compounds are industrially produced by reacting amine compounds with phosgene. The phosgene method has problems in handling highly toxic phosgene, treating hydrochloric acid produced as a large amount of by-products, and corroding equipment. The isocyanate compound produced by the phosgene method usually contains several hundred ppm of hydrolyzable chlorine, which adversely affects the weather resistance, heat resistance, yellowing resistance and the like of polyurethane and polyurea products.

【0003】近年、このような背景からホスゲン法に代
るイソシアネート化合物の工業的製造法の開発が望まれ
ている。ホルムアミド化合物を出発原料するイソシアネ
ート化合物の製造法としては、直接イソシアネート化合
物を得る一段法と、第一反応工程でウレタン化合物を製
造し、次に第二反応工程でウレタン化合物を熱分解させ
てイソシアネート化合物を得る二段法とが提案されてい
る。
In recent years, it has been desired to develop an industrial production method of an isocyanate compound instead of the phosgene method. As a method for producing an isocyanate compound starting from a formamide compound, a one-step method of directly obtaining an isocyanate compound, a urethane compound is produced in a first reaction step, and then a urethane compound is thermally decomposed in a second reaction step to thermally decompose the isocyanate compound. Have been proposed.

【0004】一段法としては、ホルムアミド化合物の脱
水素反応によりイソシアネート化合物を得る方法があ
る。米国特許第 3,960,914号は、ホルムアミド化合物を
非水溶性の溶媒中、Pd等の白金族系触媒の存在下で脱
水素する方法であるが、反応速度は小さく、イソシアネ
ート化合物の選択率は30%と低い欠点がある。特開昭54
-39018号は、Ag系触媒存在下、ホルムアミド化合物を
特定の接触時間で気相脱水素させる方法であるが、イソ
シアネート化合物の収率は21%と低く実用性に乏しい。
また、米国特許 3,277,140号は、ヘテロ環式窒素化合物
の存在下、ホルムアミド化合物を臭素等のハロゲンと反
応させる方法であるが、イソシアネート化合物の収率は
充分でなく、また生成するイソシアネート化合物1モル
当たり4倍モルのヘテロ環式窒素化合物がハロゲン化物
として消費されるので経済的に好ましくない。
As a one-step method, there is a method of obtaining an isocyanate compound by a dehydrogenation reaction of a formamide compound. U.S. Pat. No. 3,960,914 discloses a method for dehydrogenating a formamide compound in a water-insoluble solvent in the presence of a platinum group catalyst such as Pd, but the reaction rate is low and the selectivity of the isocyanate compound is 30%. There are low disadvantages. JP 54
No. 39018 is a method in which a formamide compound is vapor-phase dehydrogenated for a specific contact time in the presence of an Ag-based catalyst, but the yield of an isocyanate compound is as low as 21%, which is not practical.
U.S. Pat. No. 3,277,140 discloses a method in which a formamide compound is reacted with a halogen such as bromine in the presence of a heterocyclic nitrogen compound. However, the yield of the isocyanate compound is not sufficient, and It is not economically preferable because 4 times mole of the heterocyclic nitrogen compound is consumed as a halide.

【0005】二段法の第一反応工程のホルムアミド化合
物からウレタン化合物を製造する方法として、米国特許
4,661,217号に、アルコール溶媒中、NaBrを支持電
解質として、グラファイト電極上でホルムアミド化合物
を酸化して対応するウレタン化合物を製造する方法が開
示されている。この方法は比較的高い収率でウレタン化
合物を得ることができるが、電極の劣化が著しいため工
業的規模での実施が難しい面がある。
A method for producing a urethane compound from a formamide compound in the first reaction step of a two-stage process is disclosed in US Pat.
No. 4,661,217 discloses a method for producing a corresponding urethane compound by oxidizing a formamide compound on a graphite electrode using NaBr as a supporting electrolyte in an alcohol solvent. According to this method, a urethane compound can be obtained at a relatively high yield, but it is difficult to perform it on an industrial scale because the electrode is significantly deteriorated.

【0006】一方、本発明とは出発原料が異なるが、ア
ミン化合物と炭酸ジメチルとの反応によりウレタン化合
物を製造する方法も知られている(特公昭51-33095号、
特開昭57-82361号、米国特許 4,395,565号)。この方法
は、ルイス酸触媒、鉛、チタン或いはジルコニウム系触
媒、アルカリ金属またはアルカリ土類金属アルコラート
触媒等の存在下、アミン化合物と炭酸ジメチルとを反応
させる方法である。実施例によれば、一般的に、反応速
度は小さく、また副反応でN−メチル体が生成し易いた
めウレタン化合物の空時収率が低い欠点がある。
On the other hand, although the starting materials are different from the present invention, a method of producing a urethane compound by reacting an amine compound with dimethyl carbonate is also known (JP-B-51-33095,
JP-A-57-82361, U.S. Pat. No. 4,395,565). This method is a method in which an amine compound is reacted with dimethyl carbonate in the presence of a Lewis acid catalyst, a lead, titanium or zirconium-based catalyst, an alkali metal or alkaline earth metal alcoholate catalyst, or the like. According to the examples, generally, the reaction rate is low, and the N-methyl form is easily generated by a side reaction, so that the space-time yield of the urethane compound is low.

【0007】特開平 1-85956号には、N−メチル化反応
が起こりにくい脂肪族または脂環族ウレタン化合物の製
造方法が開示されている。この特許ではアミン化合物1
モルに対して4倍モル以上の炭酸ジメチルを用い、アミ
ン化合物とアルカリ金属アルコラートまたはアルカリ土
類金属アルコラート触媒とを連続または間欠的に添加す
る。しかしながら、ウレタン化合物を高収率で得るに
は、アミン化合物に対してアルコラート触媒を多く使用
せざるを得ないため触媒費が嵩む欠点がある。またアル
コラート触媒は、第二反応工程においてウレタン化合物
の熱分解反応を阻害するので、これを中和すると共に、
中和塩を完全に除去することが必要である。従って、ア
ルコラート触媒の使用量が多いとウレタン化合物の回収
および精製工程に大きな負荷が掛かる。更に過剰の炭酸
ジメチルを使用するので、経済的には反応生成液中の未
反応炭酸ジメチルは回収し再使用することが必要になる
が、炭酸ジメチルとメタノールとは共沸組成物を形成
し、メタノールとの沸点差が2℃以下と小さいため未反
応炭酸ジメチルの分離回収には複雑な蒸留プロセスが必
要で固定費が嵩む欠点もある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-85956 discloses a method for producing an aliphatic or alicyclic urethane compound in which an N-methylation reaction hardly occurs. In this patent, the amine compound 1
The amine compound and the alkali metal alcoholate or alkaline earth metal alcoholate catalyst are added continuously or intermittently using dimethyl carbonate at least 4 times the moles. However, in order to obtain a urethane compound at a high yield, a large amount of an alcoholate catalyst must be used for an amine compound, so that there is a drawback that the catalyst cost increases. In addition, the alcoholate catalyst inhibits the thermal decomposition reaction of the urethane compound in the second reaction step, so that it is neutralized,
It is necessary to completely remove the neutralizing salts. Therefore, when the use amount of the alcoholate catalyst is large, a large load is imposed on the recovery and purification steps of the urethane compound. Furthermore, since excess dimethyl carbonate is used, it is economically necessary to recover and reuse the unreacted dimethyl carbonate in the reaction product solution, but dimethyl carbonate and methanol form an azeotropic composition, Since the difference in boiling point from methanol is as small as 2 ° C. or less, a complicated distillation process is required for separating and recovering unreacted dimethyl carbonate, and there is also a drawback that fixed costs increase.

【0008】第二反応工程のウレタン化合物を熱分解す
る方法としては、気相法と液相法とがあるが、工業的に
は液相法が有利であることが知られている。ウレタン化
合物の熱分解反応は可逆反応でその平衡は高温側程イソ
シアネート化合物の生成に有利となる。このため反応条
件が苛酷で種々の不可逆的副反応が併発し、例えば、尿
素類、カルボジイミド類、ウレチジオン類、イソシアヌ
レート類等が容易に生成する。これらの副反応はイソシ
アネート化合物の収率を低下させるのみならず、固形物
の析出により反応装置の閉塞等を招き長時間の安定運転
を困難にする。そこで、ウレタン化合物の熱分解反応を
促進させ、且つ副反応を抑制しイソシアネート化合物を
高収率で得る方法として触媒、安定剤等の使用が種々提
案されている。
[0008] As a method for thermally decomposing the urethane compound in the second reaction step, there are a gas phase method and a liquid phase method, and it is known that the liquid phase method is industrially advantageous. The thermal decomposition reaction of the urethane compound is a reversible reaction, and the equilibrium thereof is more advantageous for the generation of the isocyanate compound at a higher temperature. For this reason, the reaction conditions are severe and various irreversible side reactions occur simultaneously, and, for example, ureas, carbodiimides, uretdiones, isocyanurates and the like are easily formed. These side reactions not only reduce the yield of the isocyanate compound, but also cause clogging of the reactor due to precipitation of solids, making it difficult to stably operate for a long time. Therefore, various methods of using a catalyst, a stabilizer, and the like have been proposed as a method of accelerating a thermal decomposition reaction of a urethane compound and suppressing a side reaction to obtain an isocyanate compound in a high yield.

【0009】すなわちウレタン化合物の熱分解反応に触
媒を用いる方法としては、例えば、特公昭57-45736号に
は、元素の周期律表IB、IIB、III A、IVA、IVB、
VBおよびVIII族の金属原子より成る群から選ばれた1
種または2種以上の金属またはそれらの化合物を溶媒中
に溶解させた触媒が開示されている。特開昭54-88201号
には、アルカリ土類金属およびその金属化合物を触媒と
して用いる方法が記載されている。特開昭 57-158747号
には、周期律表の銅族、亜鉛族、アルミニウム族、炭素
以外の炭素族、チタン族元素の単体またはこれらの元素
の酸化物または硫化物から選ばれた単体または化合物を
1種または2種以上を溶媒中で不均一触媒として用いる
方法が開示されている。特開平7-258194号には有機スル
ホン酸およびその塩を触媒として用いる方法が記載され
ている。また安定剤を用いる方法としては、例えば特開
昭 57-123159号には、カルボン酸クロライド、スルホン
酸エステル等のアルキル化剤が提案されている。特開平
1-125359号には、安定剤として亜リン酸トリエステルを
用いる方法が記載されている。
That is, as a method of using a catalyst for the thermal decomposition reaction of a urethane compound, for example, Japanese Patent Publication No. 57-45736 discloses a periodic table of elements IB, IIB, IIIA, IVA, IVB,
A member selected from the group consisting of metal atoms of groups VB and VIII
Disclosed are catalysts in which one or more metals or compounds thereof are dissolved in a solvent. JP-A-54-88201 describes a method using an alkaline earth metal and its metal compound as a catalyst. JP-A-57-158747 discloses a copper element, a zinc element, an aluminum element, a carbon element other than carbon, an elemental element selected from oxides or sulfides of these elements, A method is disclosed in which one or more compounds are used as a heterogeneous catalyst in a solvent. JP-A-7-258194 describes a method using an organic sulfonic acid and a salt thereof as a catalyst. As a method using a stabilizer, for example, JP-A-57-123159 proposes an alkylating agent such as carboxylic acid chloride and sulfonic acid ester. JP
1-125359 describes a method using phosphite triester as a stabilizer.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記の如くホルムアミ
ド化合物を出発原料するイソシアネート化合物の製造法
の工業化は困難であり、またアミン化合物と炭酸ジメチ
ルとの反応によりウレタン化合物を製造する方法も多く
の課題を有している。本発明者は、先に無触媒または触
媒の存在下、ホルムアミド化合物と炭酸ジメチルとを反
応させてウレタン化合物を得る新規な製造法を提案した
(特開平3-200756号および特開平4-235954号)。この方
法は高温反応では特に触媒を必要とせず、また低温反応
でもアルコラート触媒が少なくて済むので経済的であ
り、且つ反応生成液からのウレタン化合物の回収および
精製が容易にできる特徴がある。更に未反応炭酸ジメチ
ルと生成するギ酸メチルとが共沸組成物を形成しないの
で、未反応炭酸ジメチルを容易に回収し再使用できる。
しかしながら工業化するためには、更にウレタン化合物
の空時収率を向上することと、副生したギ酸メチルが分
解してメタノールが生成すると炭酸ジメチルとの共沸物
が生成して分離が困難となるため、ギ酸メチルの分解を
抑制することが望まれる。
As described above, it is difficult to industrialize a method for producing an isocyanate compound starting from a formamide compound, and there are also many problems in a method for producing a urethane compound by reacting an amine compound with dimethyl carbonate. have. The present inventor has previously proposed a novel production method for obtaining a urethane compound by reacting a formamide compound with dimethyl carbonate in the absence or presence of a catalyst (JP-A-3-200756 and JP-A-4-235954). ). This method does not require a catalyst particularly in a high-temperature reaction, and is economical because it requires only a small amount of an alcoholate catalyst even in a low-temperature reaction, and has a feature that the urethane compound can be easily recovered and purified from a reaction product solution. Further, since unreacted dimethyl carbonate and generated methyl formate do not form an azeotropic composition, unreacted dimethyl carbonate can be easily recovered and reused.
However, for industrialization, it is necessary to further improve the space-time yield of the urethane compound, and when methyl formate produced as a by-product is decomposed to produce methanol, an azeotrope with dimethyl carbonate is produced and separation becomes difficult. Therefore, it is desired to suppress the decomposition of methyl formate.

【0011】通常、ウレタン化合物の熱分解反応は、充
填塔またはオルダーショウタイプの反応器を用いて行わ
れる。原料のウレタン化合物は、反応槽の溶媒中または
塔中段へ供給して熱分解される。生成したイソシアネー
ト化合物とメタノールは塔内で溶媒と分離された後、1
段目の凝縮器でイソシアネート化合物、次いで2段目の
凝縮器でメタノールが各々回収される。一方、反応槽か
ら溶媒を連続的または間欠的に抜出し、副反応で生成し
た高沸物は薄膜式蒸発器等により分離した後、溶媒等の
有効成分は反応槽へ循環使用される。
Usually, the thermal decomposition reaction of the urethane compound is carried out using a packed tower or an Oldershaw type reactor. The raw material urethane compound is supplied to the solvent in the reaction tank or to the middle stage of the column to be thermally decomposed. After the generated isocyanate compound and methanol are separated from the solvent in the tower, 1
The isocyanate compound is recovered in the second condenser, and then the methanol is recovered in the second condenser. On the other hand, the solvent is continuously or intermittently withdrawn from the reaction tank, and the high-boiling substances generated by the side reaction are separated by a thin-film evaporator or the like, and then the active components such as the solvent are recycled to the reaction tank.

【0012】発明者らはウレタン化合物の熱分解反応に
おいて従来技術の方法を適用し、ガラス製及びステンレ
ス製の充填塔タイプの反応器を用いて長時間の流通反応
を行った結果、反応装置の材質によって反応の様子が大
きく異なることが判った。すなわち、ガラス反応装置を
用いた場合、充填塔および反応槽内への重合物付着は殆
どなく、イソシアネート化合物が高収率で得られた。し
かしながら反応温度が高いので、ウレタンの熱分解に工
業用装置としてガラス製反応装置を使用するのは困難で
ある。一方、ステンレス反応装置を用いた場合には、イ
ソシアネート化合物の収率が低いのみならず、充填塔お
よび反応槽内に重合物が多く付着し、長時間の安定運転
が困難であった。特にメタキシリレンジイソシアネート
の如く不安定なイソシアネート化合物の場合には、充填
塔内にハルツが付着し閉塞した。工業用装置の好ましい
材質として炭素鋼製、ステンレス製、ハステロイ製等が
挙げられるが、これら材質の反応装置においてウレタン
化合物の熱分解反応を行った場合には、重合物の副生が
多く、反応装置内への重合物の付着が避けられない。こ
のためイソシアネート化合物を高収率で長期間安定的に
製造することが困難である。
The inventors applied a conventional technique to the thermal decomposition reaction of the urethane compound, and conducted a long-term flow reaction using a glass- and stainless-steel packed-tower type reactor. It was found that the state of the reaction varied greatly depending on the material. That is, when a glass reactor was used, polymer was hardly attached to the packed tower and the reaction tank, and the isocyanate compound was obtained in high yield. However, since the reaction temperature is high, it is difficult to use a glass reactor as an industrial device for thermal decomposition of urethane. On the other hand, when a stainless steel reactor was used, not only the yield of the isocyanate compound was low, but also a large amount of the polymer adhered to the packed tower and the reaction tank, and it was difficult to stably operate for a long time. Particularly, in the case of an unstable isocyanate compound such as meta-xylylene diisocyanate, Harz adhered to the packed tower and was blocked. Preferred materials for industrial equipment include carbon steel, stainless steel, Hastelloy, and the like.However, when a thermal decomposition reaction of a urethane compound is performed in a reactor of these materials, a large amount of by-products of the polymer is generated, and Adhesion of the polymer inside the equipment is inevitable. Therefore, it is difficult to stably produce an isocyanate compound at a high yield for a long period of time.

【0013】本発明の目的は、ホルムアミド化合物と炭
酸ジメチルとを出発原料としてウレタン化合物を合成
し、次いで該ウレタン化合物の熱分解によって対応する
イソシアネート化合物を製造する方法において、以上の
如き種々の課題を解決し、工業的に有利にイソシアネー
トを高収率で長期間安定して製造できる方法を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a method for synthesizing a urethane compound from a formamide compound and dimethyl carbonate as starting materials and then thermally decomposing the urethane compound to produce the corresponding isocyanate compound. It is an object of the present invention to provide a method capable of producing an isocyanate stably at a high yield in an industrially advantageous manner for a long period of time.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らはホルムアミ
ド化合物と炭酸ジメチルとからイソシアネート化合物を
工業的に有利に製造する方法を開発すべく鋭意研究を重
ねた結果、ホルムアミド化合物と炭酸ジメチルの反応
をメタノールの存在下、反応蒸留形式で行うことによ
り、ウレタン化合物の空時収率が向上し、また生成する
ギ酸メチルの分解が著しく抑制されること、更にウレ
タン化合物の熱分解反応において芳香族スルホンアミド
化合物を用いることにより金属製反応装置でも重合物の
副生が避けられ、工業用装置においてイソシアネートを
高収率で長期間安定して製造できるようになることを見
出し、本発明を完成するに至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have made intensive studies to develop a method for industrially and advantageously producing an isocyanate compound from a formamide compound and dimethyl carbonate. As a result, the reaction between the formamide compound and dimethyl carbonate was found. Is carried out in the presence of methanol in a reactive distillation manner to improve the space-time yield of the urethane compound, to significantly suppress the decomposition of the generated methyl formate, and to further reduce the aromatic sulfone in the thermal decomposition reaction of the urethane compound. By using an amide compound, it was found that by-products of a polymer were avoided even in a metal reactor, and it became possible to stably produce an isocyanate with high yield in an industrial apparatus for a long period of time. Reached.

【0015】即ち本発明は、ホルムアミド化合物と炭酸
ジメチルを反応させ、得られたウレタン化合物を熱分解
してイソシアネート化合物を得る方法において、ホルム
アミド化合物と炭酸ジメチルを反応させる第一反応工程
をメタノール共存下で行い、生成するギ酸メチルを反応
蒸留により系外に抜出すことを特徴とするイソシアネー
ト化合物の製造方法、およびウレタン化合物を熱分解し
てイソシアネート化合物を得る第二反応工程を、不活性
溶媒と、一般式:Xn −Ar −SO2 −NH2(Ar は
ベンゼン、ナフタレン等の芳香核、Xは低級アルキル
基、またはアミノ基、nは 0〜3 の整数であり、nが2
以上の場合Xは同一でも各々異なっても良い)なる化合
物の存在下で反応を行う方法である。
That is, the present invention provides a method of reacting a formamide compound with dimethyl carbonate, and thermally decomposing the obtained urethane compound to obtain an isocyanate compound, wherein the first reaction step of reacting the formamide compound with dimethyl carbonate is carried out in the presence of methanol. The method for producing an isocyanate compound, characterized in that the generated methyl formate is extracted out of the system by reactive distillation, and a second reaction step of thermally decomposing the urethane compound to obtain an isocyanate compound, with an inert solvent, general formula: Xn -Ar -SO 2 -NH 2 ( Ar is benzene, aromatic nucleus, X such as naphthalene lower alkyl group or an amino group,, n is an integer of 0 to 3, n is 2
In the above case, X may be the same or different).

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明のイソシアネート化合物の
製造方法は次の化学式で表される。第一反応工程の (I)
式では、ホルムアミド化合物と炭酸ジメチルとから対応
するウレタン化合物とギ酸メチルとが生成する。第二反
応工程の(II)式では、該ウレタン化合物の熱分解により
対応するイソシアネート化合物とメタノールとが生成す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for producing an isocyanate compound of the present invention is represented by the following chemical formula. (I) of the first reaction step
In the formula, the corresponding urethane compound and methyl formate are formed from the formamide compound and dimethyl carbonate. In the formula (II) of the second reaction step, the corresponding isocyanate compound and methanol are generated by thermal decomposition of the urethane compound.

【化1】 R (NHCOH)n +n(CH3 O)2 CO= R(NHCOOCH3 ) n + nHCOOCH3 (I) R(NHCOOCH3 ) n = R(NCO) n + nCH3 OH (II) Embedded image R (NHCOH) n + n (CH 3 O) 2 CO = R (NHCOOCH 3 ) n + nHCOOCH 3 (I) R (NHCOOCH 3 ) n = R (NCO) n + nCH 3 OH (II)

【0017】本発明の主原料となるホルムアミド化合物
は、芳香族系ホルムアミド化合物と脂肪族系ホルムアミ
ド化合物であるが、特に本発明においてホルムアミド基
2個を有する脂肪族ホルムアミド化合物が好ましく用い
られる。脂肪族系ホルムアミド化合物には、分子構造上
で分類すると、鎖状脂肪族ホルムアミド化合物、脂環式
ホルムアミド化合物、ホルムアミド基が飽和の炭素に結
合し骨格に芳香環を有するホルムアミド化合物等があ
る。工業的に有用なイソシアネート化合物に対応する原
料としては、例えば1,6-ヘキサメチレンビスホルムアミ
ド、 N,N'-[1,3-シクロヘキシルビス(メチレン)]ビ
スホルムアミドおよび同構造の 1,4- 異性体、3-ホルム
アミドメチル-3,5,5- トリメチル-1- ホルムアミドシク
ロヘキサン、N,N'- [1,3-フェニレンビス(メチレ
ン)]ビスホルムアミドおよび同構造の1,4- 異性体等
が挙げられる。これらの脂肪族系ジホルムアミド化合物
から付加価値の高い脂肪族系ジイソシアネート化合物が
得られるが、本発明方法によって汎用性の芳香族系ジイ
ソシアネート化合物を製造することもできる。
The formamide compound which is a main raw material of the present invention is an aromatic formamide compound and an aliphatic formamide compound. In the present invention, an aliphatic formamide compound having two formamide groups is particularly preferably used in the present invention. Aliphatic formamide compounds, when classified by molecular structure, include chain aliphatic formamide compounds, alicyclic formamide compounds, and formamide compounds in which a formamide group is bonded to a saturated carbon and has an aromatic ring in the skeleton. Raw materials corresponding to industrially useful isocyanate compounds include, for example, 1,6-hexamethylenebisformamide, N, N ′-[1,3-cyclohexylbis (methylene)] bisformamide, and 1,4-hexamethylenebisformamide having the same structure Isomers, 3-formamidomethyl-3,5,5-trimethyl-1-formamidocyclohexane, N, N '-[1,3-phenylenebis (methylene)] bisformamide and 1,4-isomers of the same structure, etc. Is mentioned. Although aliphatic diisocyanate compounds having high added value can be obtained from these aliphatic diformamide compounds, general-purpose aromatic diisocyanate compounds can also be produced by the method of the present invention.

【0018】副原料の炭酸ジメチルは、市販品をそのま
ま、または必要に応じて精製して用いられる。本発明に
おける炭酸ジメチルの使用量は、ホルムアミド化合物の
ホルムアミド基の 1モルに対して 1〜20モルの範囲、好
ましくは1〜10モルの範囲である。1モル未満の使用量
では、未反応ホルムアミド化合物が残り、また20モルよ
り多い量では空時収率が低下するので実用的ではない。
As the dimethyl carbonate as an auxiliary material, a commercially available product may be used as it is, or may be purified if necessary. The amount of dimethyl carbonate used in the present invention is in the range of 1 to 20 mol, preferably 1 to 10 mol, per 1 mol of the formamide group of the formamide compound. If the amount used is less than 1 mol, the unreacted formamide compound remains, and if it is more than 20 mol, the space-time yield decreases, which is not practical.

【0019】ホルムアミド化合物と炭酸ジメチルを反応
させる第一反応工程の反応温度は30〜200 ℃、好ましく
は50〜170 ℃の範囲である。ホルムアミド化合物と炭酸
ジメチルとを反応温度 120℃以上で反応させる場合、特
に触媒を必要としない。これ以下の反応温度では、反応
速度が小さくなるので、第一反応工程の触媒としてアル
カリ金属アルコラートまたはアルカリ土類金属アルコラ
ートを使用するのが好ましい。これらの具体例として
は、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、バ
リウム等のメチラートおよびエチラート等が挙げられ
る。実用的には、入手の容易さおよび安価な面でナトリ
ウムメチラートが好適である。触媒は、固体または溶液
の状態で使用できるが、市販品であるナトリウムメチラ
ートのメタノール溶液が最も好ましい。ナトリウムメチ
ラート触媒を使用する場合、反応液の溶液濃度として、
0.01〜5 重量%、好ましくは 0.05 〜1 %の範囲であ
る。
The reaction temperature in the first reaction step of reacting the formamide compound with dimethyl carbonate is in the range of 30 to 200 ° C., preferably 50 to 170 ° C. When the formamide compound is reacted with dimethyl carbonate at a reaction temperature of 120 ° C. or higher, no particular catalyst is required. At a reaction temperature lower than this, the reaction rate becomes low, so that it is preferable to use an alkali metal alcoholate or an alkaline earth metal alcoholate as a catalyst in the first reaction step. Specific examples of these include methylates and ethylates of sodium, potassium, lithium, calcium, barium and the like. Practically, sodium methylate is preferred in terms of availability and low cost. The catalyst can be used in the form of a solid or a solution, but a commercially available solution of sodium methylate in methanol is most preferred. When using a sodium methylate catalyst, as the solution concentration of the reaction solution,
It is in the range of 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 1%.

【0020】ホルムアミド化合物と炭酸ジメチルを無溶
媒下で反応させて対応するウレタン化合物を製造するこ
とができるが、本発明によりこの反応にメタノールを共
存させることにより生成するギ酸メチルの分解が大幅に
抑制される。本発明により第一反応工程において共存さ
せるメタノールの使用量は、ホルムアミド化合物1モル
に対して 0.1〜20モル比、好ましくは 1〜10モル比の範
囲である。この範囲より少ない場合は、ギ酸メチルの分
解を抑制する効果が小さく、この範囲より多い場合には
ウレタン化合物の空時収率が小さくなる。なお主原料の
ホルムアミド化合物が固体である場合、または反応後に
生成するウレタン化合物が固体として析出する場合に
は、溶媒を使用することもできる。ここで使用できる溶
媒は、原料、触媒および生成するウレタン化合物に対し
て不活性であることが必要であり、具体例としては、メ
タノール以外の例えば、エタノール、プロパノール等の
アルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエ
ーテル類、ベンゼン、トルエン等の炭化水素等が挙げら
れる。これらの溶媒の使用量は必要最少量とするのが好
ましく、通常はホルムアミド化合物に対して 0.1〜10重
量倍の範囲である。
The corresponding urethane compound can be produced by reacting the formamide compound with dimethyl carbonate in the absence of a solvent. According to the present invention, the decomposition of methyl formate produced by the coexistence of methanol in this reaction is greatly suppressed. Is done. The amount of methanol coexisted in the first reaction step according to the present invention is in the range of 0.1 to 20 mole ratio, preferably 1 to 10 mole ratio, per mole of formamide compound. When it is less than this range, the effect of suppressing the decomposition of methyl formate is small, and when it is more than this range, the space-time yield of the urethane compound is small. When the formamide compound as the main raw material is solid, or when the urethane compound formed after the reaction precipitates as a solid, a solvent can be used. The solvent that can be used here needs to be inert to the raw material, the catalyst and the urethane compound to be produced. Specific examples thereof include alcohols other than methanol, such as ethanol and propanol, tetrahydrofuran, dioxane and the like. Ethers and hydrocarbons such as benzene and toluene. The use amount of these solvents is preferably the minimum necessary amount, and is usually in the range of 0.1 to 10 times the weight of the formamide compound.

【0021】第一反応工程のホルムアミド化合物と炭酸
ジメチルの反応は、平衡反応であるが、本発明によって
メタノール共存下において生成したギ酸メチルを系外に
抜出すことにより、ウレタン化合物の空時収率が向上す
ると共に、生成したギ酸メチルのの分解が大幅に抑制さ
れる。回分反応の操作では、例えばホルムアミド化合
物、メタノール、および必要に応じて触媒又は溶媒を反
応器内に仕込み、所定の反応温度に昇温した後、炭酸ジ
メチルを添加し反応の進行と共に生成するギ酸メチル蒸
気を系外に抜出して分縮させる反応蒸留型式により好適
に実施される。また反応系内のギ酸メチルを積極的に抜
出すため窒素ガス等の不活性ガスを搬送剤として用いる
ことができる。一方、連続反応操作では、例えばホルム
アミド化合物、炭酸ジメチル、メタノール、および必要
に応じて触媒または溶媒をラインミキサー等を通して反
応器へ供給し、所定の滞留時間で反応させた後、反応器
から反応生成液を抜出すと同時に、生成したギ酸メチル
蒸気を系外に抜出して分縮させる方法が実施される。ま
た回分反応操作と同様に、窒素等の搬送剤を反応器に吹
込み、ギ酸メチルを積極的に系外に抜出すこともでき
る。
The reaction between the formamide compound and dimethyl carbonate in the first reaction step is an equilibrium reaction. The space-time yield of the urethane compound is obtained by extracting the methyl formate produced in the present invention in the presence of methanol to the outside of the system. And the decomposition of the generated methyl formate is greatly suppressed. In a batch reaction operation, for example, a formamide compound, methanol and, if necessary, a catalyst or a solvent are charged into a reactor, heated to a predetermined reaction temperature, dimethyl carbonate is added thereto, and methyl formate generated with the progress of the reaction is added. It is preferably carried out by a reactive distillation type in which steam is extracted out of the system and is reduced. In addition, an inert gas such as nitrogen gas can be used as a carrier for positively extracting methyl formate in the reaction system. On the other hand, in a continuous reaction operation, for example, a formamide compound, dimethyl carbonate, methanol, and, if necessary, a catalyst or a solvent are supplied to the reactor through a line mixer or the like, and the reaction is performed for a predetermined residence time. At the same time as extracting the liquid, a method is implemented in which the generated methyl formate vapor is extracted out of the system and shrunk. In the same manner as in the batch reaction operation, a carrier such as nitrogen can be blown into the reactor, and methyl formate can be positively discharged out of the system.

【0022】第一反応工程で得られた反応生成液中のウ
レタン化合物は、蒸留、蒸発、中和、水洗浄、溶媒抽
出、晶析等の単位操作を種々組み合せ処理することによ
って粗製ウレタン化合物を回収し、更に精製することが
できる。具体的には、反応生成液をフラッシュ蒸留によ
り未反応炭酸ジメチル、メタノール、ギ酸メチルを留去
して粗製ウレタン化合物を回収する。粗製ウレタン化合
物は薄膜式蒸発器を用いて高沸点副生物を分離し、第二
反応工程の原料として使用することができる。また別法
として、粗製ウレタン化合物と後述する第二反応工程の
反応槽から抜出される缶出液とを一緒に薄膜式蒸発器に
供給することにより、粗製ウレタン化合物と缶出液中の
高沸点副生物を同時に除去することもできる。
The urethane compound in the reaction product liquid obtained in the first reaction step is subjected to various combinations of unit operations such as distillation, evaporation, neutralization, washing with water, solvent extraction, crystallization, etc., to obtain a crude urethane compound. It can be recovered and further purified. Specifically, unreacted dimethyl carbonate, methanol and methyl formate are distilled off from the reaction product by flash distillation to recover a crude urethane compound. The crude urethane compound can be used as a raw material in the second reaction step by separating high-boiling by-products using a thin-film evaporator. Alternatively, the crude urethane compound and the bottoms withdrawn from the reaction tank in the second reaction step described later are supplied together to a thin-film evaporator to obtain a crude urethane compound and a high boiling point in the bottoms. By-products can also be removed at the same time.

【0023】第一反応工程でアルカリ金属またはアルカ
リ土類金属アルコラート触媒を用いた場合は、粗製ウレ
タン化合物は反応生成液を酸で中和し、そのまま、また
は析出した中和塩を濾過した後、母液をフラッシュ蒸留
によって未反応炭酸ジメチル、メタノール、ギ酸メチル
を留去して回収する。この粗製ウレタン化合物をそのま
ま又は非水溶性の溶媒に一旦溶かした状態で水洗浄処理
して過剰の酸および中和塩を水層に抽出した後、有機層
と水層とに分液し、有機層の溶媒を留去してウレタン化
合物を回収する。この際に少量のウレタン化合物が水層
に溶解するが、同じ溶媒を使用し逆抽出によって回収で
きる。有機層および逆抽出した液はフラッシュ蒸留によ
り溶媒および水分を除去してウレタン化合物を回収す
る。ここで使用される酸は、例えばギ酸、酢酸、安息香
酸等の有機酸、または塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等の鉱
酸が挙げられる。また、非水溶性の溶媒は、例えば、n
−ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キ
シレン等の炭化水素化合物である。これらの反応生成液
からのウレタン化合物の分離回収法は、各単位操作をバ
ッチ式、連続式または両者を組み合せて好適に実施でき
る。
When an alkali metal or alkaline earth metal alcoholate catalyst is used in the first reaction step, the crude urethane compound is obtained by neutralizing the reaction product solution with an acid and filtering the neutralized salt as it is or after depositing a neutralized salt. Unreacted dimethyl carbonate, methanol and methyl formate are distilled off from the mother liquor by flash distillation and collected. The crude urethane compound is washed with water as it is or once dissolved in a water-insoluble solvent to extract excess acid and neutralized salt into an aqueous layer, and then separated into an organic layer and an aqueous layer. The solvent in the layer is distilled off to recover the urethane compound. At this time, a small amount of the urethane compound dissolves in the aqueous layer, but can be recovered by back extraction using the same solvent. The solvent and water are removed from the organic layer and the back-extracted liquid by flash distillation to recover the urethane compound. Examples of the acid used here include organic acids such as formic acid, acetic acid, and benzoic acid, and mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and nitric acid. Further, the water-insoluble solvent is, for example, n
-Hydrocarbon compounds such as hexane, cyclohexane, benzene, toluene and xylene. In the method of separating and recovering the urethane compound from the reaction product solution, each unit operation can be suitably performed by a batch system, a continuous system, or a combination of both.

【0024】一方、フラッシュ蒸留により回収された低
沸点成分より、最初にギ酸メチルを蒸留分離する。次に
メタノールは炭酸ジメチルとの共沸組成物として炭酸ジ
メチルから容易に蒸留分離される(沸点差:約28℃)。
第一反応工程で生成したギ酸メチルは一部分解してメタ
ノールとなるが、本発明において未反応炭酸ジメチル
は、メタノールと炭酸ジメチルとの共沸組成物からギ酸
メチルの分解に見合うメタノール分を抜き出して、その
まま循環使用できるので、特に共沸分離プロセスは必要
としない。
On the other hand, methyl formate is first separated by distillation from the low boiling components recovered by flash distillation. Next, methanol is easily distilled off from dimethyl carbonate as an azeotropic composition with dimethyl carbonate (boiling point difference: about 28 ° C.).
Methyl formate generated in the first reaction step is partially decomposed into methanol, but in the present invention, unreacted dimethyl carbonate is extracted from an azeotropic composition of methanol and dimethyl carbonate by extracting a methanol component corresponding to the decomposition of methyl formate. Since it can be recycled as it is, no azeotropic separation process is required.

【0025】次に第二反応工程のウレタン化合物の熱分
解反応について説明する。本発明では第一反応工程で得
たウレタン化合物を、不活性溶媒と、一般式:Xn −A
r −SO2 −NH2 (Ar はベンゼン、ナフタレン等の
芳香核、Xは低級アルキル基、またはアミノ基、nは 0
〜3 の整数であり、nが2以上の場合Xは同一でも各々
異なっても良い)なる化合物の存在下で熱分解すること
によりイソシアネート化合物とメタノールが得られる。
上記の一般式で示される化合物の具体例としては、ベン
ゼンスルホンアミド、トルエンスルホンアミド、ジメチ
ルベンゼンスルホンアミド、スルファニルアミド、ナフ
タレンスルホンアミド等があり、1種または2種以上を
組合わせて使用することができる。これらの化合物の使
用量は、ウレタン化合物に対して0.0001〜10重量%、好
ましくは 0.001〜1 重量%の範囲である。この範囲より
使用量が少ない場合には反応装置内での重合物の付着を
抑制する効果が小さく、この範囲より多くしてもそれ以
上の効果がないことから不経済となる。
Next, the thermal decomposition reaction of the urethane compound in the second reaction step will be described. In the present invention, the urethane compound obtained in the first reaction step is mixed with an inert solvent and a general formula: Xn-A
r -SO 2 -NH 2 (Ar is benzene, aromatic nucleus, X is a lower alkyl group such as naphthalene or an amino group,, n is 0
(Where n is 2 or more, X may be the same or different) when n is 2 or more, whereby an isocyanate compound and methanol are obtained by thermal decomposition.
Specific examples of the compound represented by the above general formula include benzenesulfonamide, toluenesulfonamide, dimethylbenzenesulfonamide, sulfanilamide, naphthalenesulfonamide, and the like, and may be used alone or in combination of two or more. Can be. The amount of these compounds used is in the range of 0.0001 to 10% by weight, preferably 0.001 to 1% by weight, based on the urethane compound. If the amount used is smaller than this range, the effect of suppressing the adhesion of the polymer in the reactor is small, and if it is larger than this range, there is no further effect, which is uneconomical.

【0026】第二反応工程に用いられる不活性溶媒は、
生成するイソシアネート化合物よりも高沸点を有するも
のが望ましい。このような不活性溶媒を用いることによ
り、生成したイソシアネート化合物とメタノールとの混
合蒸気を選択的に反応器から追出し、それらの凝縮温度
の差を利用して、一段目でイソシアネート化合物、二段
目でメタノールを凝縮させ、各々回収される。この溶媒
には生成するイソシアネート化合物に対して沸点差が40
℃以上大きいものが好適である。これより沸点差が小さ
い場合は、イソシアネート化合物の留分中に溶媒が多く
同伴されるので、イソシアネート化合物の精製工程の負
荷が増大する。第二反応工程に用いられる溶媒の具体例
としては、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジドデシル、
フタル酸ジフェニル等のエステル、ジベンジルトルエ
ン、ピレン、トリフェニルメタン、フェニルナフタリ
ン、ベンジルナフタリン、水素化トリフェニル等の炭化
水素類が挙げられ、特に熱媒体として用いられる芳香族
炭化水素類が好ましい。これらの溶媒の使用量は、ウレ
タン化合物に対して 0.1〜10重量倍であり、好ましくは
0.5〜5 重量倍である。
The inert solvent used in the second reaction step is
Those having a higher boiling point than the isocyanate compound to be produced are desirable. By using such an inert solvent, the mixed vapor of the produced isocyanate compound and methanol is selectively expelled from the reactor, and the difference between the condensation temperatures thereof is used to make the isocyanate compound in the first stage and the second stage in the second stage. To condense the methanol, and each is recovered. This solvent has a boiling point difference of 40 with respect to the isocyanate compound formed.
Those having a temperature of at least ° C are preferred. When the boiling point difference is smaller than this, a large amount of solvent is entrained in the fraction of the isocyanate compound, and the load of the purification step of the isocyanate compound increases. Specific examples of the solvent used in the second reaction step, dioctyl phthalate, didodecyl phthalate,
Examples include hydrocarbons such as esters such as diphenyl phthalate, dibenzyltoluene, pyrene, triphenylmethane, phenylnaphthalene, benzylnaphthalene, and triphenyl hydride, and aromatic hydrocarbons used as a heat medium are particularly preferable. The amount of these solvents used is 0.1 to 10 times the weight of the urethane compound, preferably
0.5 to 5 times the weight.

【0027】第二反応工程において上記一般式で示され
る化合物と不活性溶媒を用いることによりステンレス製
などの金属製反応装置を用いることができる。第二反応
工程においてウレタン化合物の熱分解反応を金属製反応
装置を用いて実施する場合には、特に金属イオン等の触
媒は必要としないが、脂肪族系イソシアネートを製造す
る場合には、触媒として鉄、ニッケル、コバルト、亜
鉛、錫等の中から選ばれた金属イオンや、有機スルホン
酸化合物を好適に用いることができる。
By using the compound represented by the above general formula and the inert solvent in the second reaction step, a metal-made reaction apparatus such as a stainless steel apparatus can be used. When the thermal decomposition reaction of the urethane compound is performed using a metal reactor in the second reaction step, a catalyst such as a metal ion is not particularly required, but when an aliphatic isocyanate is produced, the catalyst may be used as a catalyst. Metal ions selected from iron, nickel, cobalt, zinc, tin and the like, and organic sulfonic acid compounds can be suitably used.

【0028】ウレタン化合物を熱分解させる反応の温度
は 150〜350 ℃、好ましくは 200〜300 ℃の範囲であ
る。この範囲より反応温度が低い場合には反応速度が小
さく、またこの範囲より高い場合には副反応が増大する
ので好ましくない。反応圧力は上記反応温度において生
成するイソシアネート化合物が気化し得る圧力であり、
通常は 1〜500 Torrである。反応時間はウレタン化合物
の種類、反応温度、圧力、反応型式等によって異なる
が、通常は 0.5〜5 時間である。
The temperature of the reaction for thermally decomposing the urethane compound is in the range of 150 to 350 ° C., preferably 200 to 300 ° C. If the reaction temperature is lower than this range, the reaction rate is low, and if it is higher than this range, side reactions increase, which is not preferable. The reaction pressure is a pressure at which the isocyanate compound generated at the reaction temperature can vaporize,
It is typically between 1 and 500 Torr. The reaction time varies depending on the type of the urethane compound, the reaction temperature, the pressure, the reaction type and the like, but is usually 0.5 to 5 hours.

【0029】第二反応工程においてウレタン化合物を熱
分解する反応操作は槽型又は管型反応器を用い回分式に
よっても実施できるが、工業的には流通式が有利であ
る。流通式では、例えば外部還流型又は内部還流型の多
段式蒸留塔を反応装置として使用し、所謂反応蒸留型式
で実施するのが好ましい。たとえば撹拌機を備えた蒸留
釜の反応槽に溶媒と上記一般式で示される化合物を仕込
み、減圧下で加熱して沸騰状態に維持する。原料槽は窒
素雰囲気とする。ウレタン化合物が常温で固体の場合は
加温し溶液状態を保持する。その際ウレタン化合物の変
質を最小限にするため、加熱温度はウレタン化合物の融
点付近とし、原料槽での滞留時間を短くするのが望まし
い。原料液は定量ポンプを用いて反応槽に連続的に供給
する。生成したイソシアネート化合物が不安定で重合等
の変質を起こし易い性質の場合は、上記一般式で示され
る化合物をそのまま又はイソシアネート化合物、溶媒等
に溶解させて多段塔の頂部へも連続的または間欠的に供
給するのが好ましい。触媒として金属イオンを併用する
場合は、金属化合物をイソシアネート化合物、溶媒等に
溶解させて反応槽へ供給する。
The reaction operation for thermally decomposing the urethane compound in the second reaction step can be carried out by a batch system using a tank-type or tube-type reactor, but a flow system is industrially advantageous. In the flow type, for example, it is preferable to use an external reflux type or internal reflux type multi-stage distillation column as a reaction apparatus, and to carry out the reaction distillation type. For example, a solvent and a compound represented by the above general formula are charged into a reaction tank of a distillation still equipped with a stirrer, and heated under reduced pressure to maintain a boiling state. The raw material tank has a nitrogen atmosphere. When the urethane compound is solid at room temperature, it is heated to maintain a solution state. At that time, in order to minimize the deterioration of the urethane compound, it is desirable to set the heating temperature to around the melting point of the urethane compound and to shorten the residence time in the raw material tank. The raw material liquid is continuously supplied to the reaction tank using a metering pump. In the case where the generated isocyanate compound has a property that is unstable and easily causes deterioration such as polymerization, the compound represented by the above general formula can be continuously or intermittently applied to the top of the multi-stage column as it is or dissolved in an isocyanate compound or a solvent. Is preferably supplied to When a metal ion is used in combination as a catalyst, the metal compound is dissolved in an isocyanate compound, a solvent or the like and supplied to the reaction tank.

【0030】反応槽で発生する蒸気には、例えば二官能
基を有するウレタン化合物の場合、メタノール、ジイソ
シアネート化合物、中間体のモノイソシアネート化合物
および溶媒が含まれるが、外部還流型又は内部還流型の
多段塔を経ることにより、メタノールとジイソシアネー
ト化合物とに富んだ蒸気に濃縮される。この蒸気は先ず
メタノールの沸点以上の温度に保持された凝縮器に導入
しジイソシアネート化合物を回収する。次にメタノール
の沸点以下の温度に保持された凝縮器に導入しメタノー
ルを回収する。一段目の凝縮器で回収されたジイソシア
ネート化合物は、更に必要に応じて蒸留精製することに
より高純度のジイソシアネート化合物を得ることができ
る。
The vapor generated in the reaction tank includes, for example, in the case of a urethane compound having a bifunctional group, methanol, a diisocyanate compound, an intermediate monoisocyanate compound, and a solvent. By passing through the column, it is concentrated to a vapor rich in methanol and a diisocyanate compound. This vapor is first introduced into a condenser maintained at a temperature higher than the boiling point of methanol to recover the diisocyanate compound. Next, it is introduced into a condenser maintained at a temperature lower than the boiling point of methanol to recover methanol. The diisocyanate compound recovered in the first-stage condenser can be further purified by distillation, if necessary, to obtain a high-purity diisocyanate compound.

【0031】一方、反応槽内において副反応により高沸
物が生成するが、これが蓄積するとイソシアネート基と
付加反応を起こすので収率が低下するのみならず、反応
槽に重合物が析出または付着し長時間の運転が困難とな
る。このため反応槽内の溶媒を連続的または間欠的に抜
出し高沸点物を除去する必要がある。この方法として、
例えば缶出液をフラッシュ蒸発させ、蒸発器の釜残とし
て高沸点副生物を分離し、一方、ジイソシアネート化合
物、モノイソシアネート化合物、未反応ウレタン化合物
および溶媒を含む蒸気は凝縮させて反応槽へ循環使用す
る。
On the other hand, high-boiling substances are produced by side reactions in the reaction tank. If this accumulates, an addition reaction occurs with the isocyanate group, so that not only the yield decreases, but also the polymer precipitates or adheres to the reaction tank. Long-term driving becomes difficult. For this reason, it is necessary to continuously or intermittently extract the solvent in the reaction tank and remove high-boiling substances. As this method,
For example, the bottoms are flash-evaporated and high-boiling by-products are separated as the bottom of the evaporator, while the vapor containing the diisocyanate compound, monoisocyanate compound, unreacted urethane compound and solvent is condensed and recycled to the reaction tank. I do.

【0032】[0032]

【実施例】以下に実施例により本発明を更に詳しく説明
する。但し本発明はこれらの実施例により制限されるも
のではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited by these examples.

【0033】(第一反応工程:ウレタン化合物の合成お
よび精製実験) 実施例1 反応器として、電磁式撹拌機、熱電対保護管、圧力計、
窒素ガス吹込み用ノズルおよび還流冷却器を備えたステ
ンレス製(SUS-304)、1リットルのオートークレーブを
使用した。窒素ボンベ、圧力調整器、および窒素吹込み
ノズルを配管で連結した。還流冷却器出口、流量調節
弁、メタノール・ドライアイスにより冷却したコールド
トラップ、ガスメーターおよび廃ガスパージ用のベント
を配管で連結した。反応器に N,N'-[1,3-シクロヘキシ
ルビス(メチレン)]ビスホルムアミド(以後、1,3-B
FCと略称する) 198g 、炭酸ジメチル 360g およびメ
タノール 64gを仕込み密閉した。このとき、1,3-BFC
1モルに対するメタノールの添加量は 2モル比となる。
反応器を電気炉内に設置し、反応器内を窒素ガスで置換
した後、圧力調整器を通して 10kg/cm2 G に加圧した。
撹拌および電気炉の加熱を開始すると同時に、流量調節
弁を用いて廃ガスを 0.5リットル/min の流速でパージ
し、生成したギ酸メチルを系外に抜出した。反応器内の
温度が 155℃に達した後、その状態を 4時間保持した。
(First Reaction Step: Synthesis and Purification Experiment of Urethane Compound) Example 1 As a reactor, an electromagnetic stirrer, a thermocouple protection tube, a pressure gauge,
A 1 liter autoclave made of stainless steel (SUS-304) equipped with a nitrogen gas injection nozzle and a reflux condenser was used. A nitrogen cylinder, a pressure regulator, and a nitrogen blowing nozzle were connected by piping. A reflux condenser outlet, a flow control valve, a cold trap cooled with methanol / dry ice, a gas meter, and a vent for purging waste gas were connected by piping. N, N '-[1,3-cyclohexylbis (methylene)] bisformamide (hereinafter 1,3-B
198 g, dimethyl carbonate 360 g and methanol 64 g were charged and sealed. At this time, 1,3-BFC
The amount of methanol added per mole is 2 mole ratio.
The reactor was placed in an electric furnace, the inside of the reactor was replaced with nitrogen gas, and then pressurized to 10 kg / cm 2 G through a pressure regulator.
At the same time as stirring and heating of the electric furnace were started, waste gas was purged at a flow rate of 0.5 L / min using a flow control valve, and the generated methyl formate was discharged out of the system. After the temperature in the reactor reached 155 ° C., the state was maintained for 4 hours.

【0034】反応後に冷却し、反応生成液とトラップ内
に溜まった液を液体クロマトグラフおよびガスクロマト
グラフの内部標準法で分析した結果、1,3-BFC基準の
N,N'- [1,3-シクロヘキシルビス(メチレン)]ビス
カルバミン酸メチル(以後、1,3-BUCと略称する)収
率は 99.4%となり、他は中間体のモノカルバミン酸メチ
ル化合物であった。反応生成液およびトラップ内には、
理論的に生成するギ酸メチルの 94.8%が含まれていた。
この反応生成液をロータリーエバポレーターを用い、常
圧、続いて減圧下で加熱してギ酸メチル、メタノールお
よび未反応炭酸ジメチルを留去させて溶融状態の粗製
1,3- BUCを回収した。次に粗製ウレタン化合物をト
ルエン溶媒に溶かして 30%wt濃度に調製した後、温度 7
0 ℃に保持して水で3回洗浄し、有機層と水層とに分液
した。有機層はロータリエバレーターを用い、常圧、続
いて減圧下で加熱してトルエンを留去させ白色結晶であ
る精製 1,3- BUCを得た。
After the reaction, the reaction mixture was cooled, and the reaction product liquid and the liquid accumulated in the trap were analyzed by an internal standard method of liquid chromatography and gas chromatography.
The yield of methyl N, N '-[1,3-cyclohexylbis (methylene)] biscarbamate (hereinafter abbreviated as 1,3-BUC) is 99.4%, and the other is an intermediate methyl monocarbamate. there were. In the reaction product solution and trap,
It contained 94.8% of the theoretically formed methyl formate.
Using a rotary evaporator, the reaction product is heated at normal pressure and then under reduced pressure to distill off methyl formate, methanol and unreacted dimethyl carbonate to obtain a crude product in a molten state.
1,3-BUC was recovered. Next, the crude urethane compound was dissolved in a toluene solvent to adjust the concentration to 30% wt.
The mixture was washed with water at 0 ° C. for 3 times, and separated into an organic layer and an aqueous layer. Using a rotary evaporator, the organic layer was heated at normal pressure and then under reduced pressure to remove toluene and obtain purified 1,3-BUC as white crystals.

【0035】実施例2 実施例1と同様な方法で、反応器に N,N'- [1,3-フェ
ニレンビス(メチレン)]ビスホルムアミド(以後、M
XDFと略称する) 192g 、炭酸ジメチル 360g および
メタノール 96gを仕込み、反応圧力 10kg/cm2 G 、反応
温度 155℃、廃ガスの流速 0.5リットル/min 、反応時
間 4hrの条件で反応させた。このとき、MXDF 1モル
に対するメタノールの添加量は 3モルとなる。反応後、
反応生成液およびトラップ内の液を液体クロマトグラフ
およびガスクロマトグラフの内部標準法により分析し
た。その結果、MXDF基準の N,N'−[1,3-フェニレ
ンビス(メチレン)]ビスカルバミン酸メチル(以後、
MXDUと略称する)収率は98.9%となり、他は中間体
のモノカルバミン酸メチル化合物であった。
Example 2 In the same manner as in Example 1, N, N '-[1,3-phenylenebis (methylene)] bisformamide (hereinafter M
192 g, 360 g of dimethyl carbonate and 96 g of methanol were charged and reacted under the conditions of a reaction pressure of 10 kg / cm 2 G, a reaction temperature of 155 ° C., a flow rate of waste gas of 0.5 L / min, and a reaction time of 4 hours. At this time, the amount of methanol added is 3 moles per mole of MXDF. After the reaction,
The reaction product liquid and the liquid in the trap were analyzed by an internal standard method of liquid chromatography and gas chromatography. As a result, methyl N, N '-[1,3-phenylenebis (methylene)] biscarbamate (hereinafter referred to as MXDF standard)
The yield was 98.9%, and the other was an intermediate methyl monocarbamate compound.

【0036】実施例3 実施例1と同様な方法で、反応器に1,6-ヘキサメチレン
ビスホルムアミド(以後、HMDFと略称する) 172g
、炭酸ジメチル 450g およびメタノール 64gを仕込
み、反応圧力 10kg/cm2 G 、反応温度 155℃、廃ガスの
流速 0.5リットル/min 、反応時間 3hrの条件で反応さ
せた。このときのHMDF 1モルに対するメタノールの
添加量は 2モルとなる。その結果、HMDF基準の1,6-
ヘキサメチレンビスカルバミン酸メチル(以後、HMD
Uと略称する)収率は 98.8%となり、他は中間体のモノ
カルバミン酸メチル化合物であった。
Example 3 In the same manner as in Example 1, 172 g of 1,6-hexamethylenebisformamide (hereinafter abbreviated as HMDF) was added to the reactor.
, 450 g of dimethyl carbonate and 64 g of methanol, and reacted under the conditions of a reaction pressure of 10 kg / cm 2 G, a reaction temperature of 155 ° C., a flow rate of waste gas of 0.5 liter / min, and a reaction time of 3 hours. At this time, the amount of methanol added was 2 mol per 1 mol of HMDF. As a result, HMDF standard 1,6-
Methyl hexamethylenebiscarbamate (hereinafter HMD
The yield was 98.8%, and the other was an intermediate methyl monocarbamate compound.

【0037】実施例4 充填塔(ディクソンパッキンを充填し、段数:8 段)タ
イプの 500ml、ガラス製の撹拌式槽型反応器2個を直列
に連結し、常圧下の2槽連続反応を行った。各充填塔の
凝縮器、メタノール・ドライアイスにより冷却したコー
ルドトラップ、ガスメーターおよび廃ガス用のベントを
配管で連結した。定量ポンプの3台を使用し、熔融状態
のホルムアミド化合物、炭酸ジメチルのメタノール溶液
及び 28%ナトリウムメチラートのメタノール溶液を別々
に1槽目の反応器へ供給した。1槽目の反応生成液は所
定の滞留液量を保持しつつポンプを用いて2槽目の反応
器へ供給した。2槽目の反応生成液は所定の滞留液量を
保持し電磁式調節弁を用いて受器へ連続的に抜出した。
1槽目の充填塔頂部の凝縮器は温度 35 ℃に保持し全還
流状態とした。一方、2槽目の凝縮器は温度 35 ℃に保
持し還流比 2で留分を抜出した。1,3-BFC 99g/hr 、
炭酸ジメチル 180g/hr、メタノール 64g/hr および 28%
ナトリウムメチラートのメタノール溶液 2g/hrの供給速
度、各反応器での滞留時間 2hr、1槽目の反応温度75℃
および2槽目の反応温度80℃の条件で流通反応を行っ
た。このときの1,3-BFC 1モル当たりの炭酸ジメチル
は 4倍モル比、メタノールは 4倍モル比、ナトリームメ
チラートは 0.02 モル比となる。
Example 4 Two 500 ml stirred-tank type reactors made of glass and packed in a packed tower (packed with Dickson packing and having eight stages) were connected in series to carry out a two-tank continuous reaction under normal pressure. Was. The condenser of each packed tower, a cold trap cooled by methanol / dry ice, a gas meter, and a vent for waste gas were connected by piping. Using three metering pumps, a molten formamide compound, a methanol solution of dimethyl carbonate and a methanol solution of 28% sodium methylate were separately supplied to the first reactor. The reaction product liquid in the first tank was supplied to the reactor in the second tank using a pump while maintaining a predetermined amount of retained liquid. The reaction product liquid in the second tank kept a predetermined amount of the retained liquid, and was continuously discharged to a receiver using an electromagnetic control valve.
The condenser at the top of the packed tower in the first tank was maintained at a temperature of 35 ° C. and brought into a completely reflux state. On the other hand, the condenser in the second tank was kept at a temperature of 35 ° C. and a fraction was withdrawn at a reflux ratio of 2. 1,3-BFC 99g / hr,
Dimethyl carbonate 180 g / hr, methanol 64 g / hr and 28%
Sodium methylate methanol solution 2 g / hr feed rate, residence time in each reactor 2 hr, first tank reaction temperature 75 ° C
A flow reaction was performed under the condition of a reaction temperature of 80 ° C. in the second tank. At this time, the molar ratio of dimethyl carbonate is 4 times, the molar ratio of methanol is 4 times, and the molar ratio of sodium methylate is 0.02 mole per mole of 1,3-BFC.

【0038】定常状態に達した後、反応生成液および各
トラップ内に溜まった液をサンプリングし、液体クロマ
トグラフ及びガスクロマトグラフの内部標準法で分析し
た。その結果、1,3-BFC基準の1,3-BUC収率は 99.
2%となり、他は中間体のモノカルバミン酸メチル化合物
であった。反応生成液およびトラップ内には、理論的に
生成するギ酸メチルの 95.6%が含まれていた。この反応
生成液に 50%硫酸水溶液を添加して中和した後、ロータ
リーエバポレーターを用い、常圧、続いて減圧下で加熱
してギ酸メチル、メタノールおよび未反応炭酸ジメチル
を留去させて溶融状態の粗製1,3-BUCを回収した。次
に粗製ウレタン化合物をトルエン溶媒に溶かして 30wt%
濃度に調製した後、温度70℃に保持して水で3回洗浄
し、有機層と水層とに分液した。有機層はロータリーエ
バポレーターを用い、常圧、続いて減圧下で加熱してト
ルエンを留去させ白色結晶である精製1,3-BUCを得
た。
After reaching the steady state, the reaction product solution and the solution collected in each trap were sampled and analyzed by the internal standard method of liquid chromatography and gas chromatography. As a result, the 1,3-BUC yield based on 1,3-BFC was 99.
2%, and the others were methyl monocarbamate compounds as intermediates. The reaction product solution and the trap contained 95.6% of the theoretically generated methyl formate. The reaction product was neutralized by adding a 50% aqueous sulfuric acid solution, and then heated at normal pressure and then under reduced pressure using a rotary evaporator to evaporate methyl formate, methanol, and unreacted dimethyl carbonate, thereby forming a molten state. Of crude 1,3-BUC was recovered. Next, dissolve the crude urethane compound in toluene
After adjusting the concentration, the solution was maintained at a temperature of 70 ° C., washed three times with water, and separated into an organic layer and an aqueous layer. The organic layer was heated at normal pressure and then under reduced pressure using a rotary evaporator to remove toluene and obtain purified 1,3-BUC as white crystals.

【0039】比較例1 実施例1においてメタノールを添加しない以外は同様な
方法で行った。即ち、反応器に1,3-BFC 198g および
炭酸ジメチル 360g を仕込み、反応圧力 10kg/cm2 G 、
反応温度 155℃、廃ガスの流速 0.5リットル/min 、反
応時間 4hrの条件で反応させた。その結果、1,3-BFC
基準の1,3-BUC収率は 98.2%となり、他は中間体のモ
ノカルバミン酸メチル化合物であった。反応生成液およ
びトラップ内には理論的に生成するギ酸メチルの 77.2%
のギ酸メチルが含まれていた。
Comparative Example 1 The procedure of Example 1 was repeated except that no methanol was added. That is, 198 g of 1,3-BFC and 360 g of dimethyl carbonate were charged into a reactor, and the reaction pressure was 10 kg / cm 2 G,
The reaction was performed under the conditions of a reaction temperature of 155 ° C., a flow rate of waste gas of 0.5 liter / min, and a reaction time of 4 hours. As a result, 1,3-BFC
The standard 1,3-BUC yield was 98.2%, and the other was an intermediate methyl monocarbamate compound. 77.2% of theoretically generated methyl formate in the reaction solution and trap
Of methyl formate.

【0040】比較例2 実施例1に対し、窒素ガス 10kg/cm2 G を充填した後、
密閉し生成したギ酸メチルを系外に抜出さずに実施し
た。即ち、1,3-BFC 192g 、炭酸ジメチル 360g およ
びメタノール 64gを仕込み、反応温度 155℃、反応時間
4hrの条件で反応させた。その結果、1,3-BFC基準の
1,3-BUC収率は 89.2%となり、他は中間体のモノカル
バミン酸メチル化合物であった。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 After charging the gas of Example 1 with 10 kg / cm 2 G of nitrogen gas,
The operation was carried out without closing the formed methyl formate to the outside of the system. That is, 192 g of 1,3-BFC, 360 g of dimethyl carbonate and 64 g of methanol were charged, the reaction temperature was 155 ° C., and the reaction time was
The reaction was performed for 4 hours. As a result, the 1,3-BFC standard
The 1,3-BUC yield was 89.2%, and the other was an intermediate methyl monocarbamate compound.

【0041】(第二反応工程:ウレタン化合物の熱分解
実験) 実施例5 反応器として、充填塔(ディクソンパッキンを充填し、
段数:8 段)、原料供給ノズル、反応生成液抜出しノズ
ル、熱電対保護管および熱媒循環用のジャケットを備え
た 500ml、の電磁撹拌式オートクレーブを使用し、流通
反応によりウレタン化合物の熱分解実験を行った。反応
装置は全てステンレス製(SUS-304)とした。充填塔頂に
は、凝縮器、メタノール・ドライアイスにより冷却した
トラップ、真空ポンプおよび廃ガス用のベントを配管で
連結した。缶出液抜出しノズルには、電磁式調節弁、受
器、トラップ、真空ポンプおよび廃ガス用のベントを配
管で連結した。充填塔頂部の凝縮器は温度60℃の温水を
循環し、還流比1の条件で反応生成液を受器へ抜出すよ
うに設定した。実験後、反応槽内の重合物付着状態を調
べる為秤量したステンレス製(SUS-304)の金網を設置し
た。また充填塔内の重合物付着量を調べるため充填物は
予め秤量してから塔に充填した。
(Second Reaction Step: Thermal Decomposition Experiment of Urethane Compound) Example 5 As a reactor, a packed tower (packed with Dickson packing,
Thermal decomposition experiment of urethane compound by flow reaction using 500ml electromagnetic stirring type autoclave equipped with raw material supply nozzle, reaction product liquid discharge nozzle, thermocouple protection tube and jacket for circulation of heat medium. Was done. All reactors were made of stainless steel (SUS-304). A condenser, a trap cooled with methanol / dry ice, a vacuum pump, and a vent for waste gas were connected to the top of the packed tower by piping. An electromagnetic control valve, a receiver, a trap, a vacuum pump, and a vent for waste gas were connected to the bottom discharge nozzle by piping. The condenser at the top of the packed tower circulated hot water at a temperature of 60 ° C., and was set so that the reaction product was discharged to the receiver under the condition of a reflux ratio of 1. After the experiment, a stainless steel (SUS-304) wire net was weighed to check the adhesion state of the polymer in the reaction tank. To check the amount of polymer adhered in the packed tower, the packed material was weighed in advance and then packed into the tower.

【0042】窒素ガスで置換した恒温(140 ℃)原料槽
に、ウレタン化合物である1,3-BUCとバーレルサーム
400(主成分:ジベンジルトルエン)とを1:2の重量
比に仕込んだ後、1,3-BUCに対して 400ppm になるよ
うにp−トルエンスルホンアミド(以後、p−TSAと
略称する)を添加し、原料液を調製した。原料槽には窒
素ガスを微量流した。反応槽に、p−TSA 200ppm を
含むバーレルサーム400 を 300g 仕込んだ。反応槽を撹
拌し、内容液温度を 250℃、系内の圧力を20mmHgに保持
しながら、原料液は定量ポンプを用いて 128g/hrの流速
で反応器へ連続供給した。反応で生成したイソシアネー
ト化合物およびメタノールは受器およびコールドトラッ
プで各々捕集した。缶出液抜出しラインは、圧力 10mmH
g に保持し、缶出液は反応槽の滞留液量が 340mlを維持
するように電磁式調節弁を用いて連続的に受器へ抜出し
た。
In a constant temperature (140 ° C.) raw material tank purged with nitrogen gas, 1,3-BUC, a urethane compound, and barrel thermometer were placed.
After charging 400 (main component: dibenzyltoluene) in a weight ratio of 1: 2, p-toluenesulfonamide (hereinafter abbreviated as p-TSA) so as to be 400 ppm based on 1,3-BUC. Was added to prepare a raw material liquid. A small amount of nitrogen gas was flowed into the raw material tank. The reaction tank was charged with 300 g of Barreltherm 400 containing 200 ppm of p-TSA. The raw material liquid was continuously supplied to the reactor at a flow rate of 128 g / hr using a metering pump while stirring the reaction tank and maintaining the content liquid temperature at 250 ° C. and the pressure in the system at 20 mmHg. The isocyanate compound and methanol produced by the reaction were collected by a receiver and a cold trap, respectively. 10 mmH pressure in the can withdrawal line
g, and the bottom liquid was continuously discharged to the receiver using an electromagnetic control valve so that the amount of liquid retained in the reaction tank was maintained at 340 ml.

【0043】反応開始後、所定時間毎に各受器およびコ
ールドトラップの液量を測定すると共に、液体クロマト
グラフおよびガスクロマトグラフを用い内部標準法で組
成分析を行った。定常状態においてデータを解析した結
果、1,3-BUC反応率 99.1%において、 N,N'- [1,3-
シクロヘキシルビス(メチレン)]ビスイソシアネート
(以後、1,3-BICと略称する)選択率は 90.5%、中間
体のモノイソシアネート化合物選択率は 2.1% となっ
た。この流通反応実験を10時間継続して原料供給を停止
した。イソシアネート化合物の留出が終了したことを確
認した後、高い温度の状態で槽内の液を全量抜出した。
反応装置は、アセトンによる全還流下での洗浄、次いで
乾燥して開放し、槽内の金網および充填剤の重量を測定
した。その結果、充填物 55.2gへの重合物付着量は 0.0
1g以下、金網 27.4gへの重合物付着量は 0.01g以下であ
った。
After the start of the reaction, the liquid volume in each of the receivers and the cold trap was measured at predetermined intervals, and the composition was analyzed by an internal standard method using a liquid chromatograph and a gas chromatograph. As a result of analyzing the data in the steady state, the N, N '-[1,3-
Cyclohexylbis (methylene)] bisisocyanate (hereinafter, abbreviated as 1,3-BIC) selectivity was 90.5%, and the selectivity of the intermediate monoisocyanate compound was 2.1%. This flow reaction experiment was continued for 10 hours, and the supply of raw materials was stopped. After confirming that the distillation of the isocyanate compound was completed, the entire amount of the liquid in the tank was extracted at a high temperature.
The reactor was washed with acetone under total reflux, then dried and opened, and the weight of the wire mesh and filler in the tank was measured. As a result, the amount of polymer adhering to 55.2 g of the filler was 0.0
The amount of polymer adhered to 1 g or less and 27.4 g of a wire net was 0.01 g or less.

【0044】比較例3 実施例5において、p−TSAを使用しない以外は、同
様な方法で実施した。その結果、1,3-BUC反応率 99.
4%において1,3-BIC選択率は 83.4%、中間体のモノイ
ソシアネート化合物選択率は4.4%となった。充填物 54.
3gへの重合物付着量は 0.12g、金網 28.5gへの重合物付
着量は 0.55gであった。
Comparative Example 3 The procedure of Example 5 was repeated, except that p-TSA was not used. As a result, the 1,3-BUC reaction rate was 99.
At 4%, the selectivity for 1,3-BIC was 83.4%, and the selectivity for the intermediate monoisocyanate compound was 4.4%. Filling 54.
The amount of polymer adhered to 3 g was 0.12 g, and the amount of polymer adhered to 28.5 g of wire mesh was 0.55 g.

【0045】実施例6 原料槽に、1,3-BUCとバーレルサーム 400とを1:2
の重量比に仕込んだ後、1,3-BUCに対してp−トルエ
ンスルホン酸は 50ppmおよびp−TSAは 200ppm を添
加し、原料液を調製した。反応槽に、p−トルエンスル
ホン酸 25ppmおよびp−TSA 100ppm を仕込んだ以外
は、実施例5と同様な方法で行った。その結果、1,3-B
IC反応率 99.8%において1,3-BIC選択率は 95.0%、
モノイソシアネート化合物選択率は 1.5% となった。充
填物 54.3gへの重合物付着量は 0.01g以下、金網 28.4g
への重合物付着量は 0.01g以下であった。
Example 6 In a raw material tank, 1,3-BUC and barrel therm 400 were mixed at a ratio of 1: 2.
Then, 50 ppm of p-toluenesulfonic acid and 200 ppm of p-TSA were added to 1,3-BUC to prepare a raw material liquid. The procedure was performed in the same manner as in Example 5 except that 25 ppm of p-toluenesulfonic acid and 100 ppm of p-TSA were charged into the reaction vessel. As a result, 1,3-B
At an IC conversion rate of 99.8%, 1,3-BIC selectivity was 95.0%,
The monoisocyanate compound selectivity was 1.5%. The amount of polymer adhering to 54.3 g of filler is 0.01 g or less, 28.4 g of wire mesh
The amount of the polymer adhered to the polymer was 0.01 g or less.

【0046】実施例7 原料槽に1,3-BUCとバーレルサーム 400とを1:1の
重量比に仕込んだ後、1,3-BUCに対してジラウリン酸
ジブチル錫 50ppmおよびp−TSA 400ppm を添加し、
原料液を調製した。反応槽に、ジラウリン酸ジブチル錫
50ppmおよびpーTSA 400ppm を含むバーレルサーム
400 を 300g 仕込み、原料液の流速を 160g/hrとした以
外は、実施例5と同様な方法で行った。その結果、1,3-
BUC反応率 99.6%において1,3-BIC選択率は 93.8
%、モノイソシアネート化合物選択率は1.8%となった。
充填物 53.6gへの重合物付着量は 0.01g以下、金網 28.
1gへの重合物付着量は 0.01g以下であった。
Example 7 After charging 1,3-BUC and Barreltherm 400 at a weight ratio of 1: 1 in a raw material tank, 50 ppm of dibutyltin dilaurate and 400 ppm of p-TSA were added to 1,3-BUC. Add,
A raw material liquid was prepared. Dibutyltin dilaurate in the reactor
Barrel Therm containing 50ppm and 400ppm p-TSA
The same procedure as in Example 5 was carried out except that 300 g of 400 was charged and the flow rate of the raw material liquid was 160 g / hr. As a result,
At a BUC conversion of 99.6%, 1,3-BIC selectivity was 93.8.
% And the monoisocyanate compound selectivity was 1.8%.
The amount of polymer adhering to 53.6 g of filler is 0.01 g or less, wire mesh 28.
The amount of polymer adhered to 1 g was 0.01 g or less.

【0047】実施例8 実施例5で使用した反応装置の充填塔頂部へp−TSA
を N,N'- [1,3-フェニレンビス(メチレン)]ジイソ
シアネート(以後、MXDIと略称する)の溶液として
供給するためpーTSA槽、定量ポンプおよび配管を設
置した。原料槽には、MXDUとバーレルサーム 400と
を1:3の重量比に仕込んだ後、MXDUに対してp−
TSA 600ppm を添加し、原料液を調製した。pーTS
A槽には、0.5wt%のp−TSAを含むMXDI溶液を調
製した。反応槽には、p−TSA200ppm を含むバーレ
ルサーム400 を300g仕込んだ。原料液を流速 100g/hrで
反応槽へ供給すると同時に、p−TSAのMXDI溶液
を 3g/hrの流速で充填塔頂部へ供給した。その他は、実
施例5と同様な条件で実施した。その結果、MXDU反
応率 99.2%においてMXDI収率は 88.1%、中間体のモ
ノイソシアネート化合物選択率は 2.1% となった。充填
物 55.1gへの重合物付着量は 0.01g以下、金網 28.2gへ
の重合物付着量は 0.01g以下であった。
Example 8 p-TSA was added to the top of the packed column of the reactor used in Example 5.
Was supplied as a solution of N, N '-[1,3-phenylenebis (methylene)] diisocyanate (hereinafter abbreviated as MXDI), a p-TSA tank, a metering pump and piping were installed. In the raw material tank, after mixing MXDU and Barreltherm 400 at a weight ratio of 1: 3, p-
A raw material liquid was prepared by adding 600 ppm of TSA. p-TS
In the tank A, an MXDI solution containing 0.5 wt% of p-TSA was prepared. The reactor was charged with 300 g of Barrel Therm 400 containing 200 ppm of p-TSA. The raw material liquid was supplied to the reaction tank at a flow rate of 100 g / hr, and at the same time, the MXDI solution of p-TSA was supplied to the top of the packed tower at a flow rate of 3 g / hr. The other conditions were the same as in Example 5. As a result, at an MXDU conversion of 99.2%, the MXDI yield was 88.1%, and the selectivity for the intermediate monoisocyanate compound was 2.1%. The amount of polymer adhered to 55.1 g of the filler was 0.01 g or less, and the amount of polymer adhered to 28.2 g of wire mesh was 0.01 g or less.

【0048】実施例9 原料槽にMXDUとバーレルサーム 400とを1:3の重
量比に仕込んだ後、MXDUに対してジラウリン酸ジブ
チル錫 75ppmおよびp−TSA 600ppm を添加し、原料
液を調製した。p−TSA槽には、0.5wt%のp−TSA
を含むMXDI溶液を調製した。反応槽には、ジラウリ
ン酸ジブチル錫 25ppmおよびp−TSA200ppm を含む
バーレルサーム 400を300g仕込んだ。原料液を流速 120
g/hrで反応器へ供給すると同時に、p−TSAのMXD
I溶液を流速 3.6g/hrで充填塔頂部へ供給した。その他
は、実施例5と同様な方法で行った。その結果、MXD
U反応率 99.1%においてMXDI選択率は 91.5%、モノ
イソシアネート化合物選択率は 1.4% となった。充填物
49.3gへの重合物付着量は 0.01g以下、金網 29.1gへの
重合物付着量は 0.02gであった。
Example 9 After mixing MXDU and Barreltherm 400 in a weight ratio of 1: 3 in a raw material tank, 75 ppm of dibutyltin dilaurate and 600 ppm of p-TSA were added to MXDU to prepare a raw material liquid. . 0.5 wt% of p-TSA is contained in the p-TSA tank.
An MXDI solution containing was prepared. The reaction tank was charged with 300 g of barrel thermo 400 containing 25 ppm of dibutyltin dilaurate and 200 ppm of p-TSA. Material flow rate 120
g / hr and p-TSA MXD
Solution I was fed to the packed tower top at a flow rate of 3.6 g / hr. Otherwise, the procedure was the same as in Example 5. As a result, MXD
At a U conversion of 99.1%, the MXDI selectivity was 91.5% and the monoisocyanate compound selectivity was 1.4%. Filling
The amount of polymer adhered to 49.3 g was 0.01 g or less, and the amount of polymer adhered to 29.1 g of wire mesh was 0.02 g.

【0049】実施例10 実施例5においてウレタン化合物として1,3-BUCの代
りにHMDUを使用し、反応圧力 30mmHg とした以外
は、同様な方法で実施した。その結果、HMDU反応率
99.5%において1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート選
択率は 92.1%、モノイソシアネート化合物選択率は2.2%
となった。充填物 54.2gへの重合物付着量は 0.01g以
下、金網 27.8gへの重合物付着量は 0.01g以下であっ
た。
Example 10 Example 10 was carried out in the same manner as in Example 5, except that HMDU was used as the urethane compound instead of 1,3-BUC and the reaction pressure was 30 mmHg. As a result, the HMDU reaction rate
At 99.5%, 1,6-hexamethylene diisocyanate selectivity is 92.1%, monoisocyanate compound selectivity is 2.2%
It became. The amount of polymer adhered to 54.2 g of the filler was 0.01 g or less, and the amount of polymer adhered to 27.8 g of wire mesh was 0.01 g or less.

【0050】比較例4 実施例9において反応槽および充填塔頂部へp−TSA
を添加しない以外は、同様な方法で行った。その結果、
MXDU反応率 99.0%においてMXDI選択率は 63.8
%、モノイソシアネート化合物選択率3.1%となった。充
填物 56.4gへの重合物付着量は 33.0gとなり、充填塔内
はほぼ閉塞状態であった。金網 28.3gへの重合物付着量
は2.2gであった。
Comparative Example 4 In Example 9, p-TSA was added to the reactor and the top of the packed column.
Was performed in the same manner except that no was added. as a result,
The MXDI selectivity was 63.8 at 99.0% MXDU conversion.
% And a selectivity for the monoisocyanate compound of 3.1%. The amount of polymer adhering to 56.4 g of the packing was 33.0 g, and the inside of the packed tower was almost closed. The amount of the polymer adhered to 28.3 g of the wire net was 2.2 g.

【0051】(粗製イソシアネート化合物の精製工程:
蒸留実験) 実施例11 2 リットルのガラス製充填塔(SUS-316製のスルーザパッ
ク充填、段数:14段)を使用し、ウレタン化合物の熱
分解実験で得られた粗製1,3-BICの回分蒸留実験を行
った。原料の粗製1,3-BICには、1,3-BIC 96.9%の
他に、モノイソシアネート化合物と微量の副生物が含ま
れていた。蒸留釜の操作圧力 1 Torr 、温度 144〜174
℃、還流比 10 〜5 の条件で行った結果、主留分として
ガスクロマトグラフ分析による純度 99.9%の 1,3BIC
を回収率 93.2%で取得した。1,3-BICの蒸留収支は 9
9.3%であった。この精製1,3-BICのNCO含有率 43.
1%(理論値:43.3%)、色相APHAは 5以下、加水分解
性塩素は 1 ppm以下であった。
(Purification Step of Crude Isocyanate Compound:
Example 11 Distillation Experiment Example 11 Using a 2 liter glass packed tower (SUS-316 through-the-pack packing, number of stages: 14), the crude 1,3-BIC obtained by a thermal decomposition experiment of a urethane compound was used. A batch distillation experiment was performed. The raw material 1,3-BIC contained a monoisocyanate compound and a trace amount of by-products in addition to 96.9% of 1,3-BIC. Operating pressure of distillation still 1 Torr, temperature 144-174
As a result, the 1,3 BIC with 99.9% purity by gas chromatographic analysis was used as the main fraction.
Was obtained with a recovery rate of 93.2%. 1,3-BIC distillation balance is 9
It was 9.3%. NCO content of this purified 1,3-BIC 43.
1% (theoretical value: 43.3%), hue APHA was 5 or less, and hydrolyzable chlorine was 1 ppm or less.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明方法により、ホルムアミド化合物
と炭酸ジメチルとを原料として、加水分解性塩素を含ま
ない高品質のイソシアネート化合物を高収率で、経済的
且つ安定的に製造できる。即ち本発明方法は、第一工程
のウレタン合成では、メタノール共存下において生成す
るギ酸メチルを反応蒸留型式で系外に抜出すことによ
り、ウレタン化合物の空時収率が大幅に向上すると共
に、ギ酸メチルの分解率が抑制される。また第二工程の
ウレタン熱分解では、安定剤としてp−トルエンスルホ
ンアミド等を添加することにより、金属材質の反応装置
を用いても副反応は少なく、重合物の付着が抑制される
ので、高収率で、且つ長時間安定してイソシアネート化
合物を製造することができる。従って本発明方法によ
り、加水分解性塩素を含まない高品質のイソシアネート
化合物を、極めて工業的に有利に製造することができ、
本発明の工業的意義は大きい。
According to the method of the present invention, a high-quality isocyanate compound containing no hydrolyzable chlorine can be produced economically and stably in high yield from a formamide compound and dimethyl carbonate as raw materials. That is, in the method of the present invention, in the first step of urethane synthesis, the space-time yield of the urethane compound is significantly improved by extracting methyl formate formed in the presence of methanol out of the system by a reactive distillation method, The decomposition rate of methyl is suppressed. In addition, in the urethane pyrolysis of the second step, by adding p-toluenesulfonamide or the like as a stabilizer, side reactions are small even when a reaction device made of a metal material is used, and adhesion of a polymer is suppressed. An isocyanate compound can be produced stably for a long time in a high yield. Therefore, according to the method of the present invention, a high quality isocyanate compound containing no hydrolyzable chlorine can be produced extremely industrially advantageously.
The industrial significance of the present invention is great.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神原 豊 新潟県新潟市太夫浜字新割182番地 三菱 瓦斯化学株式会社新潟研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yutaka Kanbara 182 Niigata, Tayuhama, Niigata-shi, Niigata Pref.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ホルムアミド化合物と炭酸ジメチルを反応
させ、得られたウレタン化合物を熱分解してイソシアネ
ート化合物を得る方法において、ホルムアミド化合物と
炭酸ジメチルを反応させる第一反応工程をメタノール共
存下で行い、生成するギ酸メチルを反応蒸留により系外
に抜出すことを特徴とするイソシアネート化合物の製造
方法。
In a method of reacting a formamide compound with dimethyl carbonate and thermally decomposing the obtained urethane compound to obtain an isocyanate compound, a first reaction step of reacting the formamide compound with dimethyl carbonate is performed in the presence of methanol, A method for producing an isocyanate compound, wherein the produced methyl formate is extracted out of the system by reactive distillation.
【請求項2】第一反応工程において、ホルムアミド化合
物1モルに対して 0.1〜 20 モル比の範囲でメタノール
を共存させる請求項1記載のイソシアネート化合物の製
造方法。
2. The process for producing an isocyanate compound according to claim 1, wherein, in the first reaction step, methanol is coexisted in a range of 0.1 to 20 mole ratio with respect to 1 mole of the formamide compound.
【請求項3】第一反応工程の反応生成液をフラッシュ蒸
発により未反応炭酸ジメチル等の低沸点化合物を除去し
てウレタン化合物を回収する請求項1記載のイソシアネ
ート化合物の製造方法。
3. The process for producing an isocyanate compound according to claim 1, wherein the urethane compound is recovered by removing the low-boiling compounds such as unreacted dimethyl carbonate by flash evaporation of the reaction product liquid in the first reaction step.
【請求項4】第一反応工程の反応生成液を酸で中和し、
そのまま、または析出した塩を濾過分離した後に、フラ
ッシュ蒸発により未反応炭酸ジメチル等の低沸点化合物
を除去してウレタン化合物を回収する請求項4記載のイ
ソシアネート化合物の製造方法。
4. The reaction product of the first reaction step is neutralized with an acid,
5. The method for producing an isocyanate compound according to claim 4, wherein the urethane compound is recovered by removing the low-boiling compounds such as unreacted dimethyl carbonate by flash evaporation as it is or after separating the precipitated salt by filtration.
【請求項5】回収されたウレタン化合物を蒸留または水
洗浄して精製する請求項3または請求項4記載のイソシ
アネート化合物の製造方法。
5. The method for producing an isocyanate compound according to claim 3, wherein the recovered urethane compound is purified by distillation or washing with water.
【請求項6】ウレタン化合物を熱分解してイソシアネー
ト化合物を得る第二反応工程を、不活性溶媒と、一般
式:Xn −Ar −SO2 −NH2 (Ar はベンゼン、ナ
フタレン等の芳香核、Xは低級アルキル基、またはアミ
ノ基、nは 0〜3の整数であり、nが2以上の場合Xは
同一でも各々異なっても良い)なる化合物の存在下で熱
分解反応を行う請求項1記載のイソシアネート化合物の
製造方法。
6. A second reaction step of a urethane compound obtaining by thermal decomposition isocyanate compound, and an inert solvent, the general formula: Xn -Ar -SO 2 -NH 2 ( Ar is benzene, aromatic nucleus of naphthalene, X is a lower alkyl group or an amino group, n is an integer of 0 to 3, and when n is 2 or more, Xs may be the same or different). A method for producing the isocyanate compound according to the above.
【請求項7】第二反応工程に金属材質の反応装置を用い
る請求項6記載のイソシアネート化合物の製造方法。
7. The method for producing an isocyanate compound according to claim 6, wherein a reaction device made of a metal material is used in the second reaction step.
【請求項8】第二反応工程の不活性溶媒が、生成するイ
ソシアネート化合物より高沸点を有するものである請求
項6のイソシアネート化合物の製造方法。
8. The method for producing an isocyanate compound according to claim 6, wherein the inert solvent in the second reaction step has a higher boiling point than the isocyanate compound to be produced.
【請求項9】第二反応工程で使用する一般式:Xn −A
r −SO2 −NH2 なる化合物がp−トルエンスルホン
アミドである請求項6記載のイソシアネート化合物の製
造方法。
9. The general formula used in the second reaction step: Xn-A
The process according to claim 6 isocyanate compound according r -SO 2 -NH 2 becomes compound is p- toluenesulfonamide.
【請求項10】第二反応工程で得た粗製イソシアネート
化合物を蒸留により精製する請求項6記載のイソシアネ
ート化合物の製造方法。
10. The method for producing an isocyanate compound according to claim 6, wherein the crude isocyanate compound obtained in the second reaction step is purified by distillation.
【請求項11】第二反応工程で反応槽から抜出した缶出
液を、そのまま、または第一反応工程からのウレタン化
合物と共にフラッシュ蒸発させ、フラッシュ留分を反応
槽へ循環使用する請求項6記載のイソシアネート化合物
の製造方法。
11. The method according to claim 6, wherein the bottoms discharged from the reaction tank in the second reaction step is flash-evaporated as it is or together with the urethane compound from the first reaction step, and the flash fraction is recycled to the reaction tank. Production method of isocyanate compound.
【請求項12】ホルムアミド化合物が脂肪族または脂環
族ホルムアミドである請求項1〜11何れか記載のイソ
シアネート化合物の製造方法。
12. The method for producing an isocyanate compound according to claim 1, wherein the formamide compound is an aliphatic or alicyclic formamide.
【請求項13】ホルムアミド化合物が N,N'-[1,3-フェ
ニレンビス(メチレン)]ビスホルムアミドまたは N,
N'-[1,3-シクロヘキシルビス(メチレン)]ビスホル
ムアミドである請求項12記載のイソシアネート化合物
の製造方法。
13. The method according to claim 13, wherein the formamide compound is N, N '-[1,3-phenylenebis (methylene)] bisformamide or N, N
The method for producing an isocyanate compound according to claim 12, which is N '-[1,3-cyclohexylbis (methylene)] bisformamide.
JP15993996A 1996-06-20 1996-06-20 Production of esocyanate compound Pending JPH107641A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15993996A JPH107641A (en) 1996-06-20 1996-06-20 Production of esocyanate compound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15993996A JPH107641A (en) 1996-06-20 1996-06-20 Production of esocyanate compound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH107641A true JPH107641A (en) 1998-01-13

Family

ID=15704469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15993996A Pending JPH107641A (en) 1996-06-20 1996-06-20 Production of esocyanate compound

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH107641A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204409B1 (en) 1998-03-31 2001-03-20 Mitsui Chemicals, Inc. Urethane compound and process for producing polycyclic aliphatic diisocyanate
WO2010013666A1 (en) 2008-07-28 2010-02-04 宇部興産株式会社 Method for producing carbamate compound
WO2014163016A1 (en) 2013-04-03 2014-10-09 三井化学株式会社 Xylylene dicarbamate, method for producing xylylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and method for preserving xylylene dicarbamate

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204409B1 (en) 1998-03-31 2001-03-20 Mitsui Chemicals, Inc. Urethane compound and process for producing polycyclic aliphatic diisocyanate
WO2010013666A1 (en) 2008-07-28 2010-02-04 宇部興産株式会社 Method for producing carbamate compound
JP5434919B2 (en) * 2008-07-28 2014-03-05 宇部興産株式会社 Method for producing carbamate compound
WO2014163016A1 (en) 2013-04-03 2014-10-09 三井化学株式会社 Xylylene dicarbamate, method for producing xylylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and method for preserving xylylene dicarbamate
CN105143178A (en) * 2013-04-03 2015-12-09 三井化学株式会社 Xylylene dicarbamate, method for producing xylylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and method for preserving xylylene dicarbamate
US20160046565A1 (en) * 2013-04-03 2016-02-18 Mitsui Chemicals, Inc. Xylylene dicarbamate, method for producing xylylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and method for reserving xylylene dicarbamate
US9624165B2 (en) 2013-04-03 2017-04-18 Mitsui Chemicals, Inc. Xylylene dicarbamate, method for producing xylylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and method for reserving xylylene dicarbamate
US9856209B2 (en) 2013-04-03 2018-01-02 Mitsui Chemicals, Inc. Xylylene dicarbamate, method for producing xylylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and method for reserving xylylene dicarbamate
CN105143178B (en) * 2013-04-03 2018-08-24 三井化学株式会社 Xylylene diisocyanate and its manufacturing method and benzene diformazan phenylenediamine carbamate and its store method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0573737B2 (en)
JPH0574584B2 (en)
JP2005320334A (en) Multiple process method for continuously producing alicyclic diisocyanate
KR20090020502A (en) Processes for preparing low-chlorine isocyanates
JP2006036778A (en) Multi-process method for continuously producing alicyclic diisocyanate
EP0323514A1 (en) Process for preparing isocyanate compounds
JP3083039B2 (en) Method for producing isocyanates
US7307186B2 (en) Multistage continuous preparation of cycloaliphatic diisocyanates
CA2478300A1 (en) Multistage continuous preparation of (cyclo) aliphatic diisocyanates
JP2005336190A (en) Method for continuous multi-process production of alicyclic diisocyanate
US8871969B2 (en) Process for the production of polyisocyanates
JPH107641A (en) Production of esocyanate compound
JPH0780830B2 (en) Method for producing isocyanate compound
WO1999050234A1 (en) Novel urethane compounds and process for producing polycyclic aliphatic diisocyanate
US5914428A (en) Process for preparation of isocyanate compounds
JP3226997B2 (en) Pyrolysis method of polycarbamic acid ester compound
US5789614A (en) Process for preparation of aliphatic diisocyanate compounds
US6222065B1 (en) Process for the production of 1,5-naphtylenediisocyanate
JP2794861B2 (en) Method for producing isocyanate compound
CA1144563A (en) Process for the preparation of urethanes
JPH115774A (en) Production of isocyanate compound
JPH01121259A (en) Production of polyisocyanate
JP2000344730A (en) Production of 1,5-naphthalenediisocyanate
JPH07165696A (en) Production of bis(isocyanatomethyl)cyclohexane
JPH115773A (en) Production of isocyanate